耦合算法在幕墙式消浪结构性能研究中的应用((2)
2017-08-05 01:49
导读：其中β0是常数，与壁面粗糙度有关，本文取β0=0.0005；l是特征长度，计算中取为近壁区网格中心到壁面的距离。 合理地设置匹配边界条件，使得内域流动和
其中β0是常数，与壁面粗糙度有关，本文取β0=0.0005；l是特征长度，计算中取为近壁区网格中心到壁面的距离。 合理地设置匹配边界条件，使得内域流动和外域流动在匹配边界处光滑而连续地过渡，是保证子模型耦合的关键。本文的做法如图3所示。匹配边界γb是ω2域的出流边界，boussinesq模型执行每一时间步的计算之前需要预知该边界上的速度和波面值，由于边界γb同时又在ω1域的计算节点上，于是γb边界的速度条件[
]γb可利用ω1域得到的流场信息表达如下，
图3 匹配边界附近的差分网格单元
(1)式中：u为水平速度，f为流体体积函数[5]，δy为垂向的网格步长，j为垂向网格节点编号，jmax表示垂向网格节点的最大编号。给γb边界的波面赋予匹配条件时数值试验表明，需要利用连续方程反映的水位流量关系给出匹配条件其效果好于直接给定水位过程条件。这是因为通过水位和流量的相互调整，计算域内的反射波可得以减弱。因而，在实际计算中γb边界的波面可表示为
利用boussinesq方程推导过程中引入的近似展开关系，在波面函数η和(深度平均)速度导的结果，γv边界上水平速度u,垂向速度v和压力p的匹配条件可按下面表达式给出：
耦合模型同步求解过程可简单概括如下。首先，考虑ω2域左边界处的入射波条件，在ω2域内执行boussinesq模型，当ω2域中接近匹配边界的节点上的水平速度值第一次达到10-3m/s量级时，开始在ω1域内执行rans-vof模型。在某一时间步n,执行boussinesq模型所需要的匹配边界γb处的速度和波面条件按式(1)和式(2)给出；boussinesq模型在当前时间步的计算完成后，随即利用式(3)～(5)计算出匹配边界γv处的波面、速度和压力边界条件，并启动rans-vof模型；rans-vof模型在当前时间步的计算完成后，即按照式(1)和(2)计算出匹配边界γb所在位置的速度和波面匹配条件。然后进入下一时间步的计算。共2页: 1 [2] 下一页 论文出处(作者):
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